ATLAS y CMS se combinan para evaluar el quark top

Entre las partículas fundamentales conocidas del universo, el quark top ostenta el título de peso pesado, ya que tiene una masa de 184 veces la masa de un protón. Mida su valor exacto, junto con el valor de bosón de Higgs – Proporciona información importante sobre los fundamentos teóricos de Forma estándar Partículas fisicas. También permite a los investigadores mejorar la precisión de los cálculos teóricos con los que se pueden comparar los datos experimentales, lo que les permite buscar nuevos fenómenos físicos.

por primera vez, atlas Y Sistema de gestión de contenidos Se han unido esfuerzos de colaboración para medir la masa de esta partícula fundamental. Su nuevo un resultadopresentado en 16º Taller Internacional sobre Física de Quarks Superiorestoma un promedio ponderado de 15 mediciones individuales anteriores de ATLAS y CMS para brindar una nueva determinación precisa de la masa del quark top.

Las 15 mediciones anteriores, seis de ATLAS y nueve de CMS (ver Figura 2), se basaron en datos muestreados de colisiones protón-protón recopilados por ATLAS y CMS en 2011 y 2012, durante la primera ejecución (Ejecución 1) del proyecto. Gran Colisionador de Hadrones (LHC).

Aunque ATLAS y CMS tienen muestras de datos independientes, sus mediciones contienen algunas fuentes comunes de incertidumbre (sistemática). Estas fuentes pueden incluir modelos teóricos conjuntos de la producción y desintegración de los quarks top, así como procesos en segundo plano que los simulan. También podría incluir la presencia de múltiples colisiones simultáneas que afecten las mediciones en ambos experimentos de manera similar, y una comprensión compartida de la estructura interna de los protones en colisión.

Por lo tanto, al combinar sus mediciones, las colaboraciones de ATLAS y CMS deben tener cuidado de no tener en cuenta ninguna de estas incertidumbres compartidas. Por ejemplo, el quark top casi siempre decae a un W. Bozón Y el quark inferior. En estas desintegraciones, el quark down produce una pulverización o «chorro» único de partículas, llamado chorro b. La determinación de la energía de estos chorros se basa en simulaciones de formación de chorros comunes a ambos experimentos. Esto conduce a incertidumbres sistemáticas comunes en las mediciones de masa del quark superior ATLAS y CMS que deben tenerse en cuenta.

Después de un estudio detallado de estas incertidumbres compartidas, los investigadores de ATLAS y CMS combinaron sus 15 mediciones anteriores para obtener la determinación más precisa de la masa del quark top hasta la fecha: 172,52 mil millones de electronvoltios (GeV) con una incertidumbre total de 0,33 GeV (ver: Figura 2). Los investigadores también examinaron sólo los conjuntos ATLAS y CMS para medir la masa del quark superior y descubrieron que eran consistentes con el conjunto del experimento combinado, lo que dio más confianza en el nuevo resultado.

El nuevo resultado, basado en los datos del experimento 1, es un buen ejemplo del trabajo cuidadoso que se requiere para comprender los datos del LHC. Este trabajo puede continuar durante muchos años después de que se recopilen los datos. El quark top también tenía masa medición Con alta resolución utilizando datos de la ejecución 2, la cantidad sin precedentes de quarks superiores producidos en esta ejecución brinda más oportunidades para que ATLAS y CMS innoven y mejoren esta importante medición. De cara al futuro, la tercera edición de la colaboración permitirá seguir investigando esta fascinante partícula.

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